螺旋起重器设计

螺旋起重器

设计计算说明书

院系机电工程学院专业年级机自11班

设计者

学号

指导教师

201年12月01日

目录

一螺旋起重器设计任务书 (3)

二螺旋起重器的结构和功能 (4)

三螺旋起重器设计计算和说明 (5)

1.螺杆的设计与计算 (5)

2. 螺母设计与计算 (6)

3.手柄设计与计算 (8)

4. 螺杆稳定性计算 (9)

5.托杯的设计与计算 (10)

6.其它结构尺寸 (10)

7.螺钉螺栓选择设计 (11)

8. 底座设计 (11)

参考图1 (12)

参考文献 (12)

一螺旋起重器设计任务书

学生姓名专业年级

设计题目：设计螺旋起重器

设计条件：

1、最大起重量F = 20kN；

2、最大升距H =220 mm。

设计工作：

（一）螺旋副设计

1．材料及牙型选择：参考主教材，要求选择梯形牙。

2．设计计算：参考主教材。

（二）壳体设计

参考图1推荐的经验公式。

（三）各个螺钉选择设计

参考现有结构进行选择，以大小协调并符合标准为原则。指导教师签名：

二螺旋起重器的结构和功能

螺旋起重器（千斤顶）是一种人

力起重的简单机械，主要用于起升重

物。图示为采用滑动螺旋的起重器结

构示意图。

图中，螺杆7与螺母5组成螺旋

副，螺母5与底座8固定联接，紧定

螺钉6提高了联接可靠性。托杯1直接顶住重物，当转动手柄4时，螺杆7一边转动一边上下移动，使托杯1托起重物上下移动，达到起升重物的目的。

这种螺旋起重器结构简单，制造容易，易于自锁，其主要缺点是摩擦阻力大，传动效率低（一般为30％～40％），磨损快，寿命低，传动精度低。

螺旋起重器一般垂直布置，在起重时螺杆7受压，因此都做成短而粗，起升高度不宜太大。螺母5作为起升时的支承件，常做成整体结构。

螺旋起重器应有可靠的自锁性能，以保证螺杆7和重物在上升下降过程中能可靠地停留在任一位置而不自行下降。螺杆一般采用梯形牙、右旋、单线螺纹。

当起重量较大时，为减小摩擦阻力，操作省力，可在托杯1的下部安放一推力轴承。

三螺旋起重器设计计算和说明

计算及说明结果1.螺杆的设计与计算

1.1 螺杆螺纹类型的选择

螺纹用梯形螺纹。

1.2 选取螺杆材料

螺杆材料选45钢，性能等级4.8级。

查表5-8得

pa

400

b

M

=

σpa

320

s

M

=

σ

查表5-10得安全系数[s]=4

1.3 确定螺杆直径

1.3.1 滑动螺旋的磨损与螺纹工作面

上的压力、滑动速度、螺纹表面粗

糙度以及润滑状态等因素有关，其

中最主要的是螺纹工作表面上的压

力，压力愈大，螺旋副间愈容易形

成过度磨损。因此，滑动螺旋的耐

磨性计算，主要是限制螺纹工作表

面上的压力p，使其小于材料的许

用压力[p]。计算时，一般假设：螺

杆上的轴向载荷F作用于螺纹工作

选45钢

2）扭矩

m 9.39102

5

.25323.557.3tan 200002

tan 3-2

•≈⨯⨯+⨯=+=︒︒N d

F T v ）（）（ϕϕ pa 3.505

.229.39432000061.39712

2ca

M ≈⨯+⨯=∴）（σ 查表5-13得5

~3][s

σσ=

取Mpa Mpa s

804

320

4

][==

=

σσ ][ca σσ<∴满足要求

2. 螺母设计与计算

2.1 选取螺母材料

选青铜

2.2 确定螺母高度H 及螺纹工作圈数u 1）求螺母高度H

螺母高度H=Φ2d =35.7mm 2）螺纹工作圈数

14.75

7.35u ===

p H u ' = u+1.5 u '应圆整, u '取9 螺母实际高度

H'=u'p=59⨯mm=45mm

2.3 螺纹牙的剪切强度和弯曲强度计算

=T m 9.39•N

pa 3.50ca M =σ

Mpa 80][=σ

][ca σσ< 满足要求

u '=9 H'=45mm

6.其它结构尺寸

为了便于切制螺纹，螺纹上端应设有退刀槽。退刀槽的直径应比螺杆小径d 1约小0.2~0.5mm 。退刀槽的宽度可取为1.5P 。为了便于螺杆旋入螺母，螺杆下端应有倒角或制成稍小于d 1的圆柱体。为了防止工作时螺杆从螺母中脱出，在螺杆下端必须安置钢制挡圈。

其中：1.5P=7.5mm

D=(1.6~1.8)d=1.7×28=47.6mm

D 1=(0.6~0.8)d=0.7×28=19.6mm D 2= 1.5d=1.5×28=42mm D 3= 1.4D 2=1.4×42=58.8 mm

9mm δ=; 19mm δ=

h=(0.8~1)D=0.9×47.6=42.84 mm h 1=(1.8~2)D=1.9×22.5=42.75 mm b=(0.2~0.3)H=0.25×45=11.25mm

h 1=28.5mm

=l 93.84mm

E=210GPa u=2

KN F 366.235cr =